Сварочно наплавочные способы восстановления деталей

Технологии сварки и наплавки позволяют эффективно восстанавливать металлические детали, обеспечивая высокую степень надежности и долговечности изделия.

Это подтверждается и практикой использования данных методов при выполнении ремонтных операций в самых разных областях – от починки автомобилей до производства металлопроката. В общем объеме работ по ремонту металлических конструкций восстановление деталей сваркой и наплавкой занимает порядка 60-70%. Наиболее распространена починка стальных блоков цилиндров, моторных валов, картеров, цепных звеньев, лопаток и т. д.

Сварка и наплавка в ремонтно-восстановительных работах

Оба способа основываются на методах термического воздействия с разными параметрами работы подключаемого оборудования. Под сваркой понимается процесс формирования межатомных связей, которые могут использоваться для соединения разных элементов детали, заделки технологических зазоров и устранения мелких дефектов на поверхности. Энергетический потенциал для сварочного процесса обеспечивается за счет общего или местного нагрева заготовки.

К типовым операциям данного рода можно отнести закрепление добавочных или отломанных частей пластин, венцов и втулок. Кроме ремонта изделий с простыми геометрическими формами, возможны и более сложные восстановительные задачи, но в составе с другими технологическими операциями. Например, восстановление резьбы сваркой будет дополняться процедурами механической правки и проточки. К тому же в подобных работах следует соблюдать требования к перегревам вспомогательного инструмента наподобие плашек, которые непосредственно участвуют в коррекции резьбы.

Что касается наплавки, то этот способ подразумевает нанесение дополнительного металлического покрытия на восстанавливаемую поверхность. Новый технологический слой может быть полезен при ремонте изношенных деталей или усиления поверхности в области трения.

Применяемое оборудование

При сварочных работах обязательно используется источник тока, оснастка для удержания детали и направления дуги. Чаще применяют сварочный преобразователь, в состав которого входит двигатель с генератором постоянного тока от 70 до 800 А. Также могут задействоваться выпрямители с трансформаторами тока и пускорегулирующей установкой. Если говорить о расходниках и вспомогательных устройствах, то восстановление деталей сваркой и наплавкой выполняется с подключением удерживающих мундштуков, электродов и систем охлаждения. При наплавке также задействуют деформирующие головки с суппортами и подъемниками, допускающими возможность крепления на станках (токарных или винторезных). Для удаления лишних металлических кромок и слоев применяются специальные резцы.

Требования к подготовке детали

И при сварке, и в процессе наплавки качество выполнения операции в немалой степени будет определяться изначальным состоянием заготовки. Поверхности детали должны быть зачищены от ржавчины, окалины, грязи и жира. В ином случае повышается риск сохранения непроваров, трещин и шлаковых включений. Особое внимание следует уделить обезжириванию от заводских и консервационных масел. Эту процедуру выполняют в горячем растворе, после чего изделие омывается и сушится. Перед восстановлением деталей способом сварки рекомендуется выполнять и пескоструйную обработку, что повышает качество ремонта. Для таких задач используют методы абразивной обработки с подключением компрессорного оборудования, шлифовальных дисков и резцов. Незначительные следы коррозийного поражения можно удалить и ручными металлическими щетками.

Какие электроды используются при восстановлении?

После подготовки основного рабочего оборудования и заготовки можно приступать к выбору электродов. Подбор зависит от вида металла, характера дефекта и требований к слою наплавки. Как правило, в распространенных случаях обломов и трещин используют обычные сварочные электроды с сопротивлением разрыву порядка 4 МПа. Для работы с углеродистыми сталями рекомендуется применять расходники, стержни которых выполнены из проволоки марки Св-08 толщиной 1,5-12 мм. Не стоит игнорировать и характеристики покрытия. Высокий стабилизирующий эффект при восстановлении деталей сваркой и наплавкой обеспечит меловая обмазка электрода типа Э-34. Она будет способствовать устойчивому процессу горения дуги, что позволит сформировать плотный и ровный шов.

Также сегодня используются нестандартные электродные расходники наподобие ленточных и трубчатых порошковых элементов. Обычно они представляют собой свернутые металлические ленты толщиной до 0,8 мм, поверхность которых наполнена различными порошкообразными легирующими смесями на основе ферромарганца, сталинита и др. К таким электродам стоит обращаться, если планируется наделять ремонтируемый участок дополнительными эксплуатационными свойствами.

Ручной дуговой метод сварки и наплавки

При восстановлении поврежденных сварных швов, заделке трещин и запайке герметичных корпусов можно применять ручной метод с графитовыми, угольными или вольфрамовыми электродами. В ходе работы берется пучок стержней с обмазкой и скрепляется проволокой. Окончания необходимо предварительно сварить и вставить в подготовленный держатель. В ходе работы электроды сформируют так называемую блуждающую дугу с широким полем действия. Чем больше площадь поврежденного участка, тем крупнее должен быть пучок. Главная сложность процесса сварки таким способом заключается в необходимости подключения трехфазной сети, поскольку та же наплавка пучком из 5-6 электродов должна производиться на повышенном токе. Таким методом ремонтируют детали из легированных и низколегированных сталей средней и большой толщины.

Метод автоматической наплавки под флюсом

Автоматический процесс наплавки отличается тем, что подача электрода с перемещениями самой дуги по рабочей поверхности полностью механизируются. Флюс, в свою очередь, обеспечивает изоляцию целевой зоны от вредного воздействия кислорода. Метод задействуется для восстановления поверхностей плоских и цилиндрических деталей с глубиной износа до 15 мм. По мере увеличения размера дефекта может применяться несколько слоев наплавки, но в этом случае потребуется ожидание полимеризации каждого предыдущего пласта. Данная технология восстановления деталей сваркой и наплавкой требует подключения источников тока в виде преобразователя или выпрямителя с токарно-винторезным станком. В рабочей зоне формируется покрытие флюса толщиной 1-4 мм, после чего автоматом направляется электродная проволока с дугой. К основным достоинствам этого метода относительно ручной сварки можно отнести минимальные потери металла в результате разбрызгивания. Ручной метод дает в несколько раз больше огарков и угара.

Метод вибродуговой наплавки

В данном случае применяются плавкие электроды, которые в процессе горения дуги вибрируют с короткими замыканиями. Операции подачи и перемещения расходных материалов также автоматизированы. Несмотря на внешнюю сложность процесса, метод довольно простой и не требует применения специальной оснастки. Более того, в конечном счете можно ожидать исключения деформации детали с сохранением твердости без термической обработки. Однако есть и ограничения. Так, вибрационные способы восстановления деталей сваркой и наплавкой подходят для заготовок с диаметром не менее 8 мм или толщиной от 0,5 до 3,5 мм. Теоретически вибродуговая наплавка может выполняться в разных защитных средах с газом или флюсом, но на практике чаще задействуют жидкостную изоляцию – например, кальцинированный раствор соды.

Сварка и наплавка в газовых защитных средах

Этот метод предусматривает подготовку специального баллона со сжатой газовой смесью. Могут использоваться аргоновые и углекислотные газы, направляемые в зону сварки под высоким давлением. Задача смеси также сводится к защитной функции изоляции заготовки от негативного воздействия азота и кислорода в воздухе. Наиболее качественные соединения сваркой в газовых средах получаются при использовании вольфрамовых электродов с отдельным вводом в рабочую зону присадочных материалов. Наплавка осуществляется под постоянным током с обратной полярностью. Процесс может быть механизирован, если применяется электродная проволока, но операции с газоэлектрическими горелками обычно выполняют вручную.

Полуавтоматические способы сварки и наплавки

Оптимальный метод для работы с алюминием и различными сплавами цветмета. Благодаря гибкой настройке параметров оборудования и возможностям использования разных защитных сред оператор может получить при небольшой силе тока качественный шов на заготовке толщиной до 12 мм. Полуавтоматический метод восстановления деталей сваркой производится с помощью вольфрамовых электродов толщиной 0,8-6 мм. Напряжение при этом может варьироваться от 20 до 25 В, а сила тока укладывается в 120 А.

Альтернативная технология восстановления под давлением

Кроме термических способов сварки и наплавки, также применяется широкая группа контактных или холодных методов изменения структуры металлических заготовок. В частности, восстановление деталей сваркой под давлением осуществляется с помощью механических агрегатов с пуансонами. В процессе пластической деформации в точках контакта формируется сварное соединение с определенными параметрами. Конфигурация деформирующего эффекта будет зависеть от характеристик пуансона и техники оказания сжатия.

Заключение

На сегодняшний день не существует более действенных способов коррекции дефектов металлической структуры, чем сварка и наплавка. Другое дело, что в данных сегментах наблюдается активное развитие разных методик реализации технологии на практике. Наиболее перспективным направлением можно назвать восстановление деталей сваркой и наплавкой на автоматизированном оборудовании. Механизация выполнения ремонтных операций повышает производительность процесса, его эргономичность и уровень безопасности для сварщика. Параллельно развиваются и методы высокоточной аргонодуговой сварки с подключением газовых защитных сред. О полной автоматизации в этом направлении пока еще рано говорить, но в плане качества результата эта область является передовой.

Источник

Восстановление деталей наплавкой и сваркой

Восстановление деталей наплавкой и сваркой – это технологический процесс устранения путем сварки и наплавки недопустимых дефектов образовавшихся в процессе эксплуатации оборудования. Ремонтную сварку можно выделить в самостоятельный производственный процесс, проводимый с целью восстановления конструкций, узлов, деталей, поврежденных под действием эксплуатационных нагрузок и факторов или по иным причинам.

Решение о возможности и целесообразности выполнения ремонтных работ с помощью сварки и наплавки принимается с учетом всех требований, указанных в документации на проектирование, изготовление и эксплуатации ремонтируемой конструкции.

Способы восстановления деталей наплавкой и сваркой

Восстановление эксплуатационных повреждений можно выполнить различными способами сварки:

автоматическая сварка под флюсом сплошной или порошковой проволокой
механизированная электродуговая сварка в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой
аргонодуговая автоматическая и механизированная сварка с присадочной проволокой
плазменная сварка и плазменное напыление
ручная электродуговая сварка покрытым электродом.

ООО «Сервис Тяжелых Машин» выполняет следующие варианты наплавки в г. Тюмень

механизированная электродуговая сварка в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой
аргонодуговая автоматическая и механизированная сварка с присадочной проволокой
ручная электродуговая сварка покрытым электродом.

ООО «Сервис Тяжелых Машин» производим наплавку специальными сплавами и восстановительный ремонт деталей общепромышленного назначения:

все существующие размеры колёс крановых и колёсных пар
валки правильных машин и прокатных станов,
оси, валы, пальцы дорожно-строительных машин

Производим ремонт любых тел вращения, наружных и внутренних поверхностей, отверстий, а также восстановление деталей произвольной и плоской формы,

ООО «Сервис Тяжелых Машин» внедрило в производство — инновационный высокопроизводительный процесс TIG COLD WIRE, основанный на традиционной технологии аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитном газе (TIG) с автоматизированной подачей присадочной проволоки.

Процесс сварки основан на принципе сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа, именуемого коротко — TIG. В этом процессе дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и металлической заготовкой в бескислородной и безреагентной газовой атмосфере. Поток тока нагревает электрод, в результате чего происходит поток электронов. Это уменьшает комплексное сопротивление, создавая мягкую широкую дугу. Инертный защитный газовый экран означает, что в жидкой сварочной ванне нет химических реакций. Это позволяет пользователям получать идеальный внешний вид сварного шва без цветов побежалости и без брызг, а также качество наружной поверхности с равномерным формированием геометрии сварного шва. Сварка TIG подходит для различных сплавов и применений, включая сложные металлы, такие как титан.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕТОДА СВАРКИ TIG

Высокая универсальность метода
Может использоваться для самых различных материалов
Может использоваться для выполнения сварочных швов во всех положениях
Мощная, устойчивая дуга
Высокое качество наплавки
Гладкие и ровные сварные швы
Отсутствие разбрызгивания металла
Отсутствие шлака
В некоторых случаях не требуется присадочного металла
Высокая скорость сварки при работе с материалами с толщиной до 3 – 4 мм (механизированная сварка горячей проволокой)

ИМПУЛЬС TIG

Так как предустановленная сила тока не всегда идеально соответствует условиям работы в течение всего процесса сварки, часто используется пульсирующий сварочный ток. Например, при сварке труб в стесненных условиях необходимо частое изменение силы тока. Если достигается слишком высокая температура, появляется опасность вытекания жидкого металла из сварочной ванны. При слишком низкой температуре не происходит достаточного расплавления материала детали.

Относительно низкий сварочный ток (базовый ток I_G) увеличивается по круто восходящей линии до значительно большей величины (величины тока импульса I₁) и снова падает по истечении предустановленного периода (рабочего цикла) до величины базового тока I_G. Этот процесс повторяется снова и снова.

Во время сварки небольшие участки в зоне сварки быстро расплавляются и затвердевают. При использовании этого метода значительно легче управлять процессом наплавления сварного шва.

Этот метод также используется при сварке тонколистового металла. Каждая точка расплавления перекрывает следующую, таким образом, формируется аккуратный и ровный шов.

Когда используется импульсный метод TIG при ручной сварке, сварочный пруток прилагается на каждом пике силы тока (это возможно только в диапазоне самой низкой частоте 0,25 – 5 Гц). Более высокая частота импульсов используется обычно при автоматической сварке и служит, в основном, для стабилизации сварочной дуги.

Источник